КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Основные виды коррозии

Коррозией называется процесс разрушения металлов или сплавов вследствие протекания физико-химических процессов на границе ме­талл-среда. Коррозия приводит к частичному или полному разрушению кристаллической решетки и изменению свойств металла, вплоть до его раз­рушения. Коррозия может вызываться химическими, электрохимическими, механическими причинами, влиянием нейтронного поля и другими факто­рами.

Химическая коррозия подчиняется законам химических гетерогенных реакций и не сопровождается возникновением электрического тока. Она яв­ляется результатом протекания химических реакций между металлом и ра­бочим телом (теплоносителем), когда теплоноситель не является электро­литом (сухие газы, перегретый пар).

Электрохимическая коррозия — это химическая коррозия, которая со­провождается протеканием электрического тока. Она возникает в случае, когда теплоноситель является электролитом, при этом на границе ме­талл-рабочее тело возникают микрогальванические (коррозионные) элемен­ты. Электрохимической коррозии подвержены все поверхности энергетиче­ских блоков, омываемые водой и пароводяной смесью.

Деление на химическую и электрохимическую коррозии условно. Во многих случаях они протекают одновременно, влияя друг на друга.

Коррозия-эррозия — процесс разрушения металлов вследствие эррози - онного воздействия коррозионной среды (разрушение лопаток турбин под воздействием влажного пара, разрушения (износ) перепускных труб у тур­бин и других агрегатов, по которым с большой скоростью движется паро­водяная смесь).

Радиационная коррозия — процесс разрушения металла под воздей­ствием нейтронного (радиационного) поля (коррозионное растрескивание корпусов ядерных энергетических реакторов).

Различают общую и местную коррозию.

Общая коррозия — охватывает всю поверхность металла, смачиваемую теплоносителем; местная коррозия проявляется на отдельных участках по­верхности и разделяется на питтинг-коррозию, крекинг-коррозию и изби­рательную.

Питтинг-коррозия протекает на отдельных небольших участках и про­является в виде язв, коррозионных точек или пятен.

Крекинг-коррозия (коррозионное растрескивание) возникает на участ­ках металла, находящихся под большим механическим наряжением, поэто­му его называют также коррозионным растрескиванием под напряжением. Проявляется крекинг-коррозия в виде трещин, проходящих по границам зерен металла или через сами зерна.

"Избирательная коррозия представляет собой растворение какого-либо элемента, входящего в сплав.

Рассмотрим коррозионные процессы в пароводяном тракте блока и вли­яние на работу оборудования.

12.5.2. Химическая коррозия

Трубы, поступающие на изготовление поверхностей нагрева и соедини­тельных участков, были подвержены химической коррозии на воздухе при их изготовлении и хранении. Полученный при этом слой оксидов железа имеет переменную толщину и плотность, неустойчив. Перед пуском обору­дования этот слой оксидов удаляется химической промывкой. В процессе пуска и работы оборудования необходимо создать условия для образования устойчивой защитной пленки.

В пароперегревателе котла при температуре ниже 570°С образование оксидной пленки описывается реакцией Шодрона

3Fe 4- 4Н20 = Fe304 + 4Н2,

В результате которой на поверхности металла образуется магнетит РезС>4, который стабилен и создает защитную пленку.

При температуре стенки свыше 570° С протекают реакции

Fe + Н20 = FeO + H2; 3FeO 4- Н2О - Fe304 +H2,

В результате которых образуется не только магнетит, но и вюстит FeO, оксидная пленка при этом имеет пониженные защитные свойства.

Хорошая защитная пленка магнетита должна быть плотной и иметь толщину 0,04-0,1 мкм. При большей толщине оксидов пленка имеет малую механическую прочность и может разрушаться. Отделившиеся от металли­ческой поверхности твердые частицы поступают в пар. Они могут оседать в гибах труб пароперегревателей, при этом расход пара через эти трубы и коэффициент теплоотдачи уменьшаются, что приводит к разрыву труб. Взвешенные в потоке пара частицы магнетита поступают в турбину, из-за чего происходит эрозия лопаток первых ступеней ЦВД и ЦСД, куда посту­пает вторичный пар. Разрушение пленок наиболее интенсивно происходит при переменных режимах.

Оксидная пленка в пароперегревателях может разрушаться при по­падании и осаждении на стенках различных солей (в результате нару­шения режима работы барабана — вспенивание, заброс воды в паропе­регреватель). При попадании на стенку пароперегревателя NaOH проис­ходит не только разрушение защитной пленки, но и щелочная коррозия, коррозионное растрескивание под напряжением аустенитной стали. Корро­зионное растрескивание аустенитной стали происходит и под воздействи­ем хлоридов.

Для предотвращения разрушения оксидных пленок ограничивают ско­рость протекания пароводяной коррозии за счет хромирования, никелирова­ния цли насыщения алюминием поверхности стали; стремятся не допускать попадания в пароперегреватель едкого натра, хлоридов и других примесей, для чего принимают специальные меры по уменьшению выноса примесей и влаги в барабанных котлах. В прямоточных котлах сверхкритического давления с помощью встроенных задвижек и пусковых сепараторов выде­ляют тракт перегревательных поверхностей с тем, чтобы в них не попадали опасные примеси во время пуска котла, когда идет интенсивная отмывка поверхностей с переходом отложившихся ранее примесей в воду. После отмывки поверхностей от отложений, удаления примеси из цикла и дости­жения определенных значений температуры, давления и расхода водного теплоносителя постепенно открывают встроенную задвижку и переводят котел на прямоточную схему движения среды.